Новые данные о химическом составе турмалина и ассоциирующих минералов из месторождений Уральских Изумрудных Копей

1Кудрявцева о.Е., 1Фирсова н.П., 1Бакшеев и.А., 2Попов м.П.

1Мгу, Москва, Россия mineral@geol.Msu.Ru; 2уггга, Екатеринбург, Россия

¹Kudryavzeva O.E., ¹Firsova N.P., ¹Baksheev I.A., ²Popov M.P. New data on chemistry of tourmalines and associated minerals from the Emerald Mines, Central Urals (¹Moscow State University, Moscow, Russia; USGGA, Ekaterinburg, Russia) Tourmalines from the Emerald Mines are oxy-, fluor- and hydroxy-dravites. They are zoned by fluor contents which increase from crystal cores to rims. Tourmalines have been formed at 450–550^oC.

Нами изучены турмалины из различных минеральных ассоциаций месторождений Уральских Изумрудных Копей.

Контакт слюдитов и хромититов. Турмалин образует сростки тонко-игольчатых зеленых и светло-коричневых кристаллов размером до 4 мм. Минерал ассоциирует с F-содержащим парагонитом (0,94–1,26 мас. % F) и фтор-флогопитом (6,20–6,46 мас. % F). Флогопит крайне низкожелезистый; железистость [f=Fe/(Fe+Mg)] составляет 0,4–0,7 %. По химическому составу турмалины варьируют от безжелезистого до весьма низкожелезистого (f 1,2 %) фтор-дравита, содержание Ni 0,1–0,4 мас. %. NiO, отношение Cа/(Na+Ca) составляет 1,0–22,8 %. Изученные дравиты существенно различаются по содержанию Cr: 1,1–3,4 мас. % Cr₂O₃ в зеленом и 0,8–1,3 мас.% Cr₂O₃ в светло-коричневом. Температура формирования ассоциации, оцененная по биотит-турмалиновому термометру [1], составляет 450⁰С.

Изумрудоносные слюдиты сложены мелкочешуйчатым флогопитом, турмалином, незначительным количеством плагиоклаза и других минералов. Флогопит слагает зеленовато-серые до буровато-коричневых чешуйки размером до 1 мм. По химическому составу это железистый (f 12,4–24,9 %), практически безтитанистый фторсодержащий флогопит (3,43–3,74 мас. % F).

Турмалин слагает черные кристаллы длиной 0,5–2,5 см. Кристаллы брекчированы и по трещинам замещаются агрегатами плагиоклаза, кварца, рутила и сульфидов. По химическому составу это окси-, фтор- и гидроксил дравит с f 17,4–27,7 %, содержащий Ti (до 1,3 мас. % ТiO₂) и не содержащий Cr и Ni, отношение Ca/(Ca+Na) высокое 14,9–39,0 %. Содержание F (мас. %) возрастает от центра кристаллов к краю от 0–1,2 до 0,2–1,5.

Температура формирования ассоциации, оцененная по биотит-турмалиновому термометру [1], составляет 470С.

Флогопит-хлоритовые метасоматиты сложены золотисто-бурым мелкопластинчатым агрегатом флогопита и хлорита и кристаллами турмалина.

Турмалин образует небольшие черные и темно-бурые кристаллы длиной до 15 мм, обычно 2–3 мм и их сростки. По химическому составу это железистый дравит (f 17,1–28,5%), содержание Ti составляет 0,8–1,2 мас.% TiO₂, содержания Cr и Ni незначительны, отношение Ca/(Ca+Na) — 24,6–28,5%. Кристаллы слабозональны по химическому составу: от центра к краю несколько увеличивается железистость.

Альбит-амфибол-турмалиновые метасоматиты сложены агрегатом амфибола, альбита и турмалина. Амфибол представлен актинолитовой роговой обманкой (Al ф.е. 0,91, f 15,3%), слагающей включения в турмалине, и магнезио-горнблендитом (Al ф.е. 2,30, f 25,7%), образующим тесные срастания с турмалином. Альбит (Са_7–9) образует мелкие зерна в основной массе породы.

Турмалин слагает темно-коричневые оптически зональные кристаллы размером до 1 см. По химическому составу — это фторсодержащий гидроксил-дравит с (f 15,3–22,0 %), содержания Cr, Ni и Ti незначительны. Минерал зонален по химическому составу: от центра к краю кристаллов увеличивается содержание F (мас.%) и отношение Ca/(Ca+Na): от 0–0,04 до 0,20–0,30 и от 11,2–22,0% до 21,7–27,9% соответственно.

Турмалин-маргаритовые метасоматиты с флогопитом. Маргарит представлен мелкими бесцветными чешуйками. Химический состав минерала (ф.е.): (Са_0,75–0,98Na_0,11–0,17K_0,00–0,04)_0,91–1,09(Al_1,89–1,96 Mg_0,02–0,24Fe_0,01–0,12)_1,98–1,99[Al_1,36–1,94Si_2,04–2,11O₁₀](OH_1,13–1,78F_0,20–0,27O_0,00–0,07)_2,00, f 30,2–44,7 %.

Турмалин образует темно-коричневые удлиненные кристаллы размером до 0,5 см. По химическому составу — это фтор-дравит с f 18,6–29,0%, содержания Ti, Cr и Ni в нем незначительны. Минерал зонален по химическому составу. От центра кристалла к краю уменьшается f от 22,0–29,0% до 20,5–24,8% и возрастают содержания F (мас.%) и отношение Ca/(Ca+Na) от 0,7–0,9 до 0,9–1,5 и от 5,5–11,5% до 6,4–12,4% соответственно.

Температура формирования ассоциации, оцененная по биотит-турмалиновому термометру [1], составляет 550С.

В составе топаз-парагонитовых жил и прожилков, кроме топаза и парагонита, также развиты берилл, флюорит, маргарит, флогопит и турмалин. Парагонит слагает мелкие бесцветные чешуйки. Его химический состав отвечает формуле (Na_0,80Сa_0,08)_0,88(Al_1,96Mg_0,02Fe_0,01)_1,99 [Al_1,21Si_2,79O₁₀](OH_1,58F_0,15)_1,73, f 27,2%. Маргарит представлен бесцветными выделениями. Химический состав (ф.е.) (Ca_0,75Na_0,23)_0,98 (Al_1,98Mg_0,01Fe_0,01)_2,00 [Al_1,99Si_2,01O₁₀](OH_1,50F_0,24)_1,74, f 49 %.

Турмалин слагает включения в топазе и границы совместного роста с ним. Длина отдельных выделений достигает 7 мм. Цвет минерала в разных кристаллах изменяется от бледно-голубого до желтовато-зеленоватого и светло-бурого. По химическому составу светло-бурый турмалин относится к высокожелезистым фтор-дравитам (f 24,2–31,8 %), содержит Ti (до 0,3 мас. % TiO₂) и Ni (до 0,3 мас. % NiO), содержание Cr незначительно. Отношение составляет Ca/(Ca+Na) 4,5–14,6 %.

Карбонат-турмалин-хлорит-мусковитовые прожилки. Хлорит слагает мелкие кристаллы и образует тесные срастания с турмалином и мусковитом и относится к высокоглиноземистому (Al_x 1,2) железистому (f 32 %) пикнохлориту. Светлая слюда образует мелкие бесцветные чешуйки. По химическому составу — это мусковит и фенгит-мусковит — Si_3,09–3,17, содержание парагонитового компонента 4,3–6,3 мол. %, f 55–64 %. Карбонат слагает очень мелкие кристаллы и образует тесные срастания с силикатами. Качественный микрозондовый анализ свидетельствует, что химический состав минерала близок магнезиту.

Турмалин прожилков представлен черными кристаллами размером до нескольких мм. По химическому составу — это высокожелезистый дравит (f 24,5–37,4 %), содержщий Ti (до 0,5 мас. % TiO₂), содержания Cr и Ni незначительны. По сравнению с дравитами из флогопит-хлоритовых метасоматитов, он характеризуется более высокой железистостью и несколько более низкими содержаниями Ti. Отношение Ca/(Ca+Na) составляет 6,4–32,9 %.

Температура формирования ассоциации минералов прожилков по хлоритовому термометру [2] и мусковит-хлоритовому термометру [3] составляет приблизительно 320^оC, что идентично температурам формирования стандартных пропилитов.

Таким образом, турмалины месторождений Изумрудных Копей по химическому составу отвечают окси-, фтор- и гидроксил-дравитам. Дравитовый состав изученных турмалинов обусловлен составом протолита (серпентинизированные гипербазиты, диориты, метаморфиты). Относительно высокие содержания в них увитового компонента могут быть обусловлены повышенными содержаниями Ca в протолите (диориты, метаморфиты). Все изученные турмалины зональны: от центра кристалла к краю увеличивается содержание фтора, что может свидетельствовать об увеличении f_F2 в процессе кристаллизаци. Турмалинсодержащие ассоциации формировались с участием относительно высокотемпературных (450–550С) растворов.

Литература: 1. Colopietro M.R., Friberg L.M. // GSA, 1987 Abstracts. №140176. 2. Cathelineau M. // Clay Min. 1988. V. 23. P. 471–485. 3. Котов Н.В. // Докл. АН СССР. 1975. Т. 222. N3. С.701–704.